專利名稱:將硫酸鉛轉(zhuǎn)化為四氧化三鉛的方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及鉛酸蓄電池制作方法,特別是一種將廢舊鉛酸蓄電池中的硫酸鉛轉(zhuǎn)化 成四氧化三鉛的方法。
背景技術(shù):
鉛酸蓄電池是目前最為廣泛使用的二次電池,其特點(diǎn)是廉價(jià),性能可靠,在其壽 命終止時(shí)仍可以回收冶煉出鉛金屬。鉛酸蓄電池中的鉛金屬元素主要以鉛合金、氧化鉛、四 氧化三鉛以及硫酸鉛的形式存在,在鉛酸蓄電池的日常使用過(guò)程中,鉛合金以及氧化鉛和 四氧化三鉛中的鉛會(huì)有很大一定比例不可逆地轉(zhuǎn)化成了硫酸鉛。因此當(dāng)鉛酸蓄電池壽命終 止時(shí),其中的鉛元素約有20%左右轉(zhuǎn)化成了硫酸鉛,而硫酸鉛不可以直接用于鉛酸蓄電池 的再制造。目前處理廢舊鉛酸蓄電池中的硫酸鉛往往是采用先將硫酸鉛在堿性溶液中轉(zhuǎn)化 為分解溫度較低的碳酸鉛,然后再采用高溫分解的方式將碳酸鉛分解成鉛的氧化物(一種 復(fù)雜的混合物),再利用碳將其還原成粗鉛。此方法一般需要800-1500°C的高溫分解和還 原,不但耗能高,而且在此高溫下,鉛元素將大量揮發(fā),影響環(huán)境,影響操作員工的健康。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種簡(jiǎn)單實(shí)用的將硫酸鉛轉(zhuǎn)化為四氧化三鉛的方法,該方 法無(wú)需高溫,耗能低,對(duì)環(huán)境污染小,所得最終產(chǎn)物四氧化三鉛可作為鉛酸蓄電池的活性物 質(zhì)之一重新用于電池的制造。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
將硫酸鉛轉(zhuǎn)化為四氧化三鉛的方法是首先在硫酸鉛中加入過(guò)量的可溶性硫化物將硫 酸鉛轉(zhuǎn)化為硫化鉛;其次將所得的硫化鉛通過(guò)熱的稀硝酸氧化脫硫,得到硝酸鉛;最后將 硝酸鉛熱分解,并在通氧氮混合氣的攪拌球磨機(jī)中球磨氧化,得到最終產(chǎn)物四氧化三鉛。進(jìn)一步的方案是所述硫化物為硫化鈉、硫化銨、硫化鋰中的任一種或任意比例的 兩到三種的混合物,所用硫化物的質(zhì)量為被處理的硫酸鉛的質(zhì)量的1. 00 3. 00倍;所用 的稀硝酸為質(zhì)量百分比濃度為10 25%的硝酸溶液,硫化物與稀硝酸反應(yīng)的溫度為55 100°C,反應(yīng)時(shí)間0. 3 Ih ;硝酸鉛熱分解溫度為150°C 300°C,所用的氧氮混合氣體中的 氧氣的體積百分比為35 70%,球磨氧化時(shí)間0. 1 25h。硫酸鉛性質(zhì)穩(wěn)定,很難被還原成鉛或者其它有用鉛化合物。而廢舊鉛酸蓄電池中 的鉛很大程度是以硫酸鉛的形似存在,常規(guī)的處理方法是高溫還原,由于鉛元素的易揮發(fā) 性,導(dǎo)致環(huán)境污染問(wèn)題嚴(yán)重。本發(fā)明利用一定的溶液相中的簡(jiǎn)單化學(xué)反應(yīng),最終在不超過(guò)300°C的溫度下,將硫 酸鉛轉(zhuǎn)化成四氧化三鉛,使得一部分鉛在鉛酸電池中循環(huán)利用。本方法簡(jiǎn)單,實(shí)用,無(wú)需高 溫,耗能低,污染小,不失為硫酸鉛的一種的很好的處理方法。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
稱3. 03kg的硫酸鉛,Ikg硫化鈉,加入到IOkg的去離子水中,加入一定量的氨水,調(diào)節(jié) PH至14左右,攪拌反應(yīng)0.證,得到白色(微黃)固體沉淀硫化鉛2. 4kg,濾出沉淀物,洗滌。
PbSO ^ Hh IiTs^S 搜陣ο ^將以上2. 4kg的硫化鉛加入到8L的質(zhì)量百分比濃度為15%的硝酸溶液中,加熱, 保持溶液溫度為70°C左右,持續(xù)攪拌反應(yīng)lh,硫化鉛完全溶解。
PbS+HNOs ;〉Pb(NOi)2+SQi t +HaO蒸干以上溶液,沙浴加熱(溫度280°C),得到2. 6kg的白色(微黃)固體硝酸鉛。將以上2. 6kg硝酸鉛加入到攪拌球磨機(jī)中,持續(xù)通入氧含量35% (體積百分比)的 氮氧混合氣體,球磨機(jī)轉(zhuǎn)速80轉(zhuǎn)/min,持續(xù)球磨池。最終產(chǎn)物即為紅色的氧化鉛粉末。
Pb(N〇3)2f02 M >Pb3a+NiD+NiD2實(shí)施例2.
稱3. 03kg的硫酸鉛,0. 5kg硫化鈉和0. 5kg硫化銨,加入到IOkg的去離子水中,加入一 定量的氨水,調(diào)節(jié)PH至14左右,攪拌反應(yīng)lh,得到白色(微黃)固體沉淀約2. 4kg,濾出沉淀 物,洗滌。將以上2. 4kg的硫化鉛加入到5L的質(zhì)量百分比濃度為25%的硝酸溶液中,加熱, 保持溶液溫度為70°C左右,持續(xù)攪拌反應(yīng)0.他,硫化鉛完全溶解。蒸干以上溶液,沙浴加熱(溫度250°C),得到2. 6kg的白色(微黃)固體。將以上2. 6kg固體加入到攪拌球磨機(jī)中,持續(xù)通入氧含量55% (體積百分比)的氮 氧混合氣體,球磨機(jī)轉(zhuǎn)速120轉(zhuǎn)/min,持續(xù)球磨0.他,最終產(chǎn)物即為紅色的氧化鉛粉末。
權(quán)利要求
1.一種將硫酸鉛轉(zhuǎn)化為四氧化三鉛的方法,其特征在于首先在硫酸鉛中加入過(guò)量的可 溶性硫化物將硫酸鉛轉(zhuǎn)化為硫化鉛;其次將所得的硫化鉛通過(guò)熱的稀硝酸氧化脫硫,得到 硝酸鉛;最后將硝酸鉛熱分解,并在通氧氮混合氣的攪拌球磨機(jī)中球磨氧化,得到最終產(chǎn)物 四氧化三鉛。
2.按權(quán)利要求1所述將硫酸鉛轉(zhuǎn)化為四氧化三鉛的方法,其特征是所述硫化物為硫化 鈉、硫化銨、硫化鋰中的任一種或任意比例的兩到三種的混合物,所用硫化物的質(zhì)量為被處 理的硫酸鉛的質(zhì)量的1. 00 3. 00倍。
3.按權(quán)利要求1所述將硫酸鉛轉(zhuǎn)化為四氧化三鉛的方法,其特征是所用的稀硝酸為質(zhì) 量百分比濃度為10 25%的硝酸溶液,硫化物與稀硝酸反應(yīng)的溫度為55 100°C,反應(yīng)時(shí) 間0. 3 Ih0
4.按權(quán)利要求1所述將硫酸鉛轉(zhuǎn)化為四氧化三鉛的方法,其特征是硝酸鉛熱分解溫度 為150°C 300°C,所用的氧氮混合氣體中的氧氣的體積百分比為35 70%,球磨氧化時(shí)間 0. 1 2釙。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種將廢舊鉛酸蓄電池中的硫酸鉛轉(zhuǎn)化成四氧化三鉛的方法首先將硫酸鉛與過(guò)量可溶性硫化物鹽以及少量氨水反應(yīng),將硫酸鉛轉(zhuǎn)化為硫化鉛;然后將硫化鉛濾出,加入到熱的稀硝酸,充分反應(yīng);后蒸干溶液,持續(xù)加熱到一定溫度,反應(yīng)物分解完全后,將剩余物放入到攪拌球磨機(jī)中研磨,同時(shí)通入一定氧含量的氧氮混合氣體,最終產(chǎn)物就是四氧化三鉛。該方法簡(jiǎn)單實(shí)用,無(wú)需高溫,耗能低,污染小,制備的四氧化三鉛可以作為活性物質(zhì)重新在鉛酸蓄電池中使用。
文檔編號(hào)C01G21/10GK102070185SQ201010595119
公開(kāi)日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2010年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月20日
發(fā)明者李磊, 王青, 陳小山, 陳懷平 申請(qǐng)人:如皋市天鵬冶金有限公司